[發明專利]一種用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統

有效

• 申請號: 202010410025.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN112201742B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 杜敏;馮一;孫立成;莫政宇;劉洪濤;唐繼國;楊偉;張洪銀
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01L35/30
• 分類號: H01L35/30;H01L35/32;F24S10/95;F24S60/10;H02N11/00
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 王婷婷

1.一種用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，所述晝夜運行的熱電轉換系統包括：位于地表上方的第一熱電轉換結構和第二熱電轉換結構，以及位于地表下方的儲熱金屬池；

所述第一熱電轉換結構包括依次貼合連接的第一熱沉、第一熱電模塊組和第一均熱板；所述第一熱沉位于所述第一熱電模塊組的上方，所述第一熱電模塊組位于所述第一均熱板的上方；

反重力熱管的上端緊配合嵌入所述第一均熱板，所述反重力熱管的下端插入所述儲熱金屬池；

所述第二熱電轉換結構包括依次貼合連接的第二熱沉、第二熱電模塊組和第二均熱板；所述第二熱沉位于所述第二熱電模塊組的上方，所述第二熱電模塊組位于所述第二均熱板的上方；

重力熱管的上端緊配合嵌入所述第二均熱板，所述重力熱管的下端插入所述儲熱金屬池。

2.根據權利要求1所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，所述第一熱電轉換結構和所述反重力熱管組成第一熱電轉換子系統；所述第二熱電轉換結構和所述重力熱管組成第二熱電轉換子系統；

所述第一熱電轉換子系統和所述第二熱電轉換子系統相反運行；所述第一熱電轉換子系統和所述第二熱電轉換子系統相反運行具體是：

所述第一熱電轉換子系統在日間工作，用于吸收熱量，將吸收的熱量轉換為電能并傳導至所述儲熱金屬池，以使所述儲熱金屬池在日間存儲熱量并且獲得電能；

所述第二熱電轉換子系統在夜間工作，用于將所述儲熱金屬池在日間存儲的熱量轉換為電能，以實現所述熱電轉換系統晝夜的連續運行。

3.根據權利要求2所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，在所述第一熱電轉換結構工作時，所述第一熱沉吸收熱量；

所述第一熱電模塊組利用所述第一熱沉和所述第一均熱板的溫差，將所述第一熱沉吸收的熱量的第一部分轉化為電能；

所述第一熱電模塊組將所述第一熱沉吸收的熱量的第二部分傳到至所述第一均熱板，以使所述反重力熱管將所述第一熱沉吸收的熱量的第二部分傳導至所述儲熱金屬池。

4.根據權利要求2所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，所述第二熱電轉換結構工作時，所述重力熱管將所述儲熱金屬池的熱量傳導至所述第二均熱板；

所述第二熱電模塊組利用所述第二熱沉和所述第二均熱板的溫差，將所述重力熱管傳導至所述均熱板的熱量的第一部分轉化為電能，以使所述第二熱電轉換結構在夜間提供電能；

所述重力熱管傳導至所述第二均熱板的熱量的第二部分通過所述第二熱沉散發。

5.根據權利要求1-4任一所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，所述反重力熱管和所述重力熱管實現對熱量單向傳導；

所述反重力熱管實現熱量傳導的方向是從所述第一均熱板到所述儲熱金屬池的方向；

所述重力熱管實現熱量傳導方向是從所述儲熱金屬池到所述第二均熱板的方向。

6.根據權利要求2所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，將所述儲熱金屬池內部的材料設置為熔點低且溶解熱大的合金，以擴大所述儲熱金屬池的儲能量，所述熔點低且溶解熱大的合金包括：金屬鎵或者鎵合金。

7.根據權利要求6所述的用于沙漠地區晝夜運行的熱電轉換系統，其特征在于，將金屬鎵或者鎵合金作為所述儲熱金屬池內部的材料；

所述儲熱金屬池利用所述金屬鎵或者所述鎵合金的相變儲熱，以達到在低溫環境儲能的目的；

所述金屬鎵或者所述鎵合金的相變儲熱具體是：

所述金屬鎵或者所述鎵合金吸收所述反重力熱管傳導至所述儲熱金屬池的熱量，發生熔化相變；所述重力熱管吸收所述儲熱金屬池的熱量，所述金屬鎵或者所述鎵合金釋放熱量，發生凝固相變。